Устройство для моделирования обтекания круговых решеток лопаточнб1х профилей
ПАТЕ1 . 3- Х|.И1 :. СКА
I б и ека А о и Е
ИЗОБРЕТЕ
294) 54
Сок1а CDBBTGIIHx
Социалистичеокив
Реору4дик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Зависимое от авт. свидетельства ¹
ЧПК G 06g 7/44
Заявлено 27Л 1.1969 (№ 1340309/18-24) с присоединением заявки №
Приоритет
Опубликовано 26.1.1971. Бюллетень ¹ 6
Дата опубликования описания 18.III.1971
Комитет по делам изооретеиий и открытий при Совете Миииетров
СССР
УД К 681.333 (088.8) Авторы изобретения
А. О. Дитман, И. М. Гражданов и Б. А. Парфенов
Ленинградский институт водного транспорта
Заявитель
УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ОБТЕКАНИЯ
КРУГОВЫХ РЕШЕТОК ЛОПАТОЧНЫХ ПРОФИЛЕЙ
Изобретение относится к области аналоговой вычислительной техники.
Известно устройство для моделирования обтекания тел, которое не дает возможности исследовать вопросы обтекания невязкой нссжимаемой жидкостью вращающихся и нсподви>кных решеток лопаточных профилей.
Предложенное устройство для моделирования обтекания круговых решеток лопаточных профилей методом электрогидродинамичсской аналогии отличается тем, что, с целью расширения класса решаемых задач, в нем генератор однородного псременного магнитного поля выполнен в виде соленоида коне tilhtx размеров, витки которого подключены к блоку емкостей, а тороидальные трансформаторы Ito числу лопаточных профилей в моделируемой решетке, содержащие обмотки, экранирующис область, занятую магнитопроводом, подключены через последовательно соединенные усилители мощности и фазовращатели блока питания к генератору звуковой частоты, причем нуль-индикатор и усилитель измерительного блока через потенциометр связаны с фазовращателсм блока питания, а системой индукционных и контрольных датчиков сосди11сны с исследуемой моделью, при этом контактная шайба исследуемой модели соединена с прямоугольным листом фольги, подключенным через усилитель и флзоврлщлтсль блока питания к генератору звуковой частоты.
На фиг. 1 изображcita блок-схема >cTpoitcTва для модслнровлния обтсклния кругotthlx
5 решеток лоплточнblx профилей: на фиг. 2 схема стенда; нл фиг. 3 — электрическая схема измерительного блока.
Устройство для моделирования обтекания круговых решеток вращающихся про )»nett
10 включает стенд I, олок 2 питания и измсрительный олок 8. Стенд состоит 11з гснсрлтора
4, сплошной контактной шайбы 5, тороидальных трансформаторов 6, стола 7 и модели 8 (фиг. 2).
15 Генератор т создаст однородное псрсмсннос магнитное поTc. Он выполнен в виде коlcoHтельного контура, образуемого катушкой 9 и батареей 10 емкостей. Для уменьшения габаритов устройства катушка 9 нлвивлстся в
20 виде цилиндра. Чтооы создать радиальное электрическое поле. в модели 8 в центре стола 7 закреплена сплошная контактная шайоа д. Торо ндал ьиыс Тра нсфо1> 1а торы 6 Вставленыы в отверстия, вырезанные ьдо Ih контурл
25 стола 7 для создания циркуляционного электрического пол я в модели 8.
Тороидальныс трансформаторы 6 содсржлт намагничива1ощис обмотки. создлю1цис трсбуемую вели шну циркуляции вектора напря30 жс1шости, и обмотки, экранирующис элсктро294154 мяГнит. При этом плоскост(э. (сит()О)12! Пи" ОБ
Д 0 Л ж Н 2 СО В и Я Д Я Т Ь C J I H i i j) k! B 1 (! 111 Ñ 31 В и С 1!i I I C I 0
ОДНОРОДНОГО П(>РС)l С ННОГО !(f! I J(liT (!0! О ИО>! 51, Я экраниру(0(цис обмогк(! и снммсгр(шных относительно вертикальной Îcи ccкTÎрах должны иметь противоположныс направления.
Влок 2 питания копструкп(вно оформлен 13 виде Стойки, 13 которой; (
11 звуковой час готы. фазовj) H!Jfarcл:t 12 1:;, у сил итсл и 16 — 19.
ГЕНЕратОр 11 CIIIIXpo!IIJ3i(j)3 T ()сабОТ3 ВСЕГО устройства. Фазовращатсль 12 1:озволяст измеп51ть фаз ОпОРнОГО и 111РЯ?Кс(! (151. От У011;111телл 16 питается генератор 4 и регулируется
ИПТСНСИБИОС1 Ь ОД((орОДПОГО ПСрс)(СППОГО )I ЯГнитного поля. С помощью фазовращатсля 18 уси ч! (7 С Is! 17 i>(01!5!CTCsi IIO фазе If напряжение, питающее IIaìàãí шива?ощис объ! Отки тОрОидяльных Tp311c(J)op)IBToj)oB 6.
Фазовращатель 14 и усилитель 18 обеспечивают регулировку io фазе и вели шнс !BiipяЖЕНИя, ПодсlвяСМОГО (13 Эl(раНИру(0!цнс 06 >IOTки тороидальных электромагнитов 6. Фазовращатель !5 и усилитель 19 I:îçâîëÿloò измсНЯТЬ ф2ЗУ И 13ЕЛИ IIII! 3 НЯПР ((Я СНИОСТИ Рс?ДИального электрического полл.
Измерительный блок (см, фиг. 3) вклю!Bcã потенциомстр 20, усил?пель 21 нуль-индш(2тор (осциллограф) 22 и датчик 2:3 (см. фиг. 2) .
Потенциометр 20 c»lo!tT!lpoBHli в мсталлп (еском корпусе. Тумблер 24 служит для псрскЛIOЧСIIИSI;151PJIОСTli ОПОРНОI О 11сl ИР5(Ж "..ИИ5(, тумблер 25 — полярности измеряемого J!31! ()s(жсния. Воздушный трансформатор 26 с..уж;(т
ДлЯ ко !пенсац!(и РсактиВПОЙ состсlВллlо!ЦсЙ
ИЗМсрясМОГO НЯПряжсиня. Ксат) (11(ka 7, БЫНСсенная за пределы корпуса ноте щиомстра, позволяет компенсировать индукционные IIBBO1iKkf. Coi1poT?1B.7сиие 28 If и идуKT! IBП007 b трансформатора 26 составляют фязо;)Ясщспллющую цепочку. С сопротивления 28 активН2Я COCTHB(iv (0((teak! ОПОРНОГО IIB! (j) SJ?iic!11(5(НоCT >)1J B Cl Н 2 gc 11(T(> 7 ?t И 2 и Р Я ?!(С J 11!1! (Д С, I l I l C I>множитсль 29 и дека.?ныи (071! 1 ель >0) для
CP3BII0kIkt5I С ИЗ.>(ЕР5!0(>(ЫЪ(НЯПРЯЖСИИСМ., (C.I?1ТСЛИ НЯПРЯЖСНИЯ И)>10?ОТ ШКсlЛЫ С ДС.)С J J i(51)3(II
Д Л Я 0 Т С 1 С Т Я B 0.7 k(cl k! I I b(И 3 " I C P Я C М 0 Г 0 l I c! I l P 5 J ? li CН И 51 . Д Л Я У В C;I И E Н И 51 A В С 1 Б И Т (. . Л Ь! 1 О С 1 i I 1! 3 31 С— рительной схемы разность опорного и измсРЛЕМОГО I!HI!P51?iiCIt?I?I ПОДЯСТСЯ На УСИЛИГСЛЬ
21, а затем просматривается на осциллографе 22. В зависимости от выполняемой o!Icj)3цИИ упОТрсбЛя?ОТСя р23.1Ис!НЫС дяТ>п(КИ 2 >.
Напряженность электр?1 lссl:oÃO ПО:Jsi;ia . (ОДЕЛИ ИЗМЕРЯЕТСЯ КОЕIТЯКТНЫ)1 ДЯТЧИКОМ С !13УМя ИГЛБМИ. ИЗОПОТЕНцИБЛЬНЫС ЛИНИИ j) a, (И сl IЬ ного электрического поля и внешнего ш дукЦИОНИОГО ЭЛСКТРИЧССКОI О ПОЛ51 ТОРОИДЯЛЬНЫХ
ЭЛЕКТРОМЯГНИTOB СТР051ТС51 ОДНОИГОЛЬ!(ЯТЫМ контактным датчиком с0 щупо I. Силоьь!с лнИИИ ЭЛЕКТРИЧССКОГО ПОЛ?1 Ila i>(OJC. III СТР )51TC5 уСОВЕрШЕНСТВОВЯННЫМ ПОНСО. >1 Г OTOBCiio»O, с((iнии равных наведенных потснциаlîâ в листах фОЛЫ И ХIОДСЛИ CTPOJITC51 С ПО)(ОН(ЫО Дсl! НIКс!
CO ?цм!(03!. 0;J,iloj)0 !!!0ñ i I> 313(н ITIJOI 0 IIO (5
iiclT3 шкс 9 пров()р5?стся !I!i !МKII, (Оины )I:Ic!T i!!КО)(, П ндмкциоииы. >! I!! т I(30)(ко 7!>цсвОГО 1 uJIB 5(0?КИО K!3 !IT()01(ij)013!Jl b Jio,!i!() iloCTb БК.!10 !С5 I!!51 Toj) 0 !(. (B)! ьных э, I(. !(Tp0)l a I нитОБ 6, ii асгран!?агь и ко !Гролиро)а(ь экранирующис
003!ОТКИ Э) I! Э,!СК1 РО)!21 НИТОБ, ОПРСДСЛ51Т1>
ЦИРК? ЛЯЦ!IIO НЯ ИР и ?)К il!IOC I И Э 701iTP i(ICCKOI О пол 51 1 01(P 3 н их, из)1сР5(ть, lсЙстВ3 Iollicc 3IIB10 !CIIIIC рОТОр Я ilclli j) !!i!(C Ji!100111 ЭЛСKTj) !1 ICCKOI О
Н ОЛ 51 I! c! М 0 ДС,7 И .
Пр51310>л О.IШIыи л Ic! фолы Jl 3! (0)l. фи1., () >
KOTOP bill В!.Л Ю IclCTC51 !СРСЗ 11! Ii! Ibi:!ÎC, IÑ.TOÁH— тслы!О с . >! О, (сл ь(0 8 длs! ОI! () сдсчси и я интси15 С И Б И О С Т И Jo T (i !i c! I l B 1! j) 5! ? Ii C! I! 10 C T If Р с? Д И Яч Ы I О Г 0
ЭЛСКТРИ !ССКОГО ПОЛ 51 Б )IОД(lil, PCJi03(eiig>, СТС51 выносить Iio возмо)к!(ости дальше 0Т цилиндр и c с к О Й к с! 1 >, ш к и 9.
В C;I) Ic! C . 1ОДС.IIIPOB!! Il llsl ООТСКЯ Н И!1 НСПОД20 виж ых крх го,bix решеток, Iol(HT01!!Lix профиЛ 0 и О С н О Б н Ы с 6.)J O K! I М С Т j) o i (C T B B O C I 2 Io T C 51
lip(>Ж1!И,lн, CI(,10!»lic!51 КОНТяКТНяя Пl с>ИОя ЗаМСИЯЕ(Ся KOIIТ-iKTIIOlf и!ЯН0011> С ИО. (ОЩЫО KOT0Р0Й ЗсlДсlC 1 СЯ P(lдна,чЫIОC ЭЛСКТ()1(×ÑCÊOC ПО25 ле Б листах мо.(ели дискретным способом.
Тороидалы(ый элсктромаг:((и, п()3!0(ценный
Б ОТБСРСТИС KOIITñJI(TI!0?J ШЯЙОЫ, СОЗДЯСТ БНСIПНСС I!(i+) KU ((0!!f100 Э,ICKÒ()È!ICÑKOC ПОЛС В XIOJCлп. (ICIEST>)k(7bl:ûji тороидальш !Й элсктромаг30 нит н?!тсlе1 05! II Pcl )77èP cTcsi I1P((помОЩИ ) силитсля li и фазовращатслсм 1. 3. Гс (сратор 4 в э(ом случае не работает.
Рсlссмотри по.?I 0(ОВК устрОЙстВя K экспср ((3(C!!1 3 м. Г(р:I из? 0 ГОI3 7СПИП МОДСЛП 8 В ОД55 НО i lia СС llC I Оь 13Ь;РСЗс! ЮТ II 0 10P ГЕЖ ЯМ IICследуемые лон почи ыс профили решетки.
В цси 1 ()с )Iодс,II(Б1>lрсзасTcя ОтБс()стис дл51
C B 1cJIfIIIOI (liOil I 2 кl IIOIJ III a!16bl 3. )Чодс lb 8 закрепляютт Iia столе 7 (см. фиг. 2), и все устрой-(О СТ130 БИЛ 10 I с) IОГ 13 СС (Ь II Cp C . 3(L! i I IOI 0 TO K 2 Н 2иря?кснисм 220 и. Регулируя выхо.чное напряЖени - >, C(fË II ГС.751 16 (См. фи(. 1 ) и ДС7c! 51 33 Xtcpi i
IIiIä3 КИИОИ!!ЫМ дсlТ)i! IKOÌ 28 0.7ЬПС.)ОГО ТИИЯ, CTBi(c! !3;I!il 3!ОТ ТрсбуСМЬ(!! рСЖИМ ГСИСраТО45 p i 4.
Измcp?!Telbi!blij Олок 8 работает при этом еле (у10щим ООГ)3303!. ((3)le()5!0 >(00 н2ир5(жснис по г. Паст с дспчш(3 28 через тумблер 25 па .(скадный делитель 80, Опорное напряжение
50 с блока 2 пит ((ills! через тумблер 24 переход(п на фазорасщспляющую цепочку (26, 28), СуММc! НЗМСряСМОГО И двук рСГуЛИруСМЫХ Наи!) 51?к(ПИЙ, c (! II,(H cxIbix с декад но(О дели (с чя
13 "up ?(1 НОЙ 063(OT!(IJ ВОЗдМШНО! О ТрсlнСфОр Ма55 ГО, ) Я, ИОДс(СТС51 И сl II)) IЬ-It(I I»(2 TOP. НЯ ВОДКИ
О т 13! I C I i!1! ()1 с! 1 Н I ГI I I O I 0 П 0;1 и С 1 Р Я Н Я 10 Т С 51 К 2
27. С > )1312 ?13 ((Cps!CX(0(0 1(Онорног0
JI3 i!j) 5J ?Kc1! усилив а ется и просматривается ня Осцилло! рсlфс. Всли !Пня fl;33(cps!03(OÃO н360:!ряжения пропорциональна числу лечений на л и ((I o B x д с л и т с.ч с и 29 I .. 30 k(B i i p 51 ?ii L l i (11! .
I (a)10()5J5J JiOIITHk l I!1>I3t IBTc11tKO3I C JB>, )?я иг7 3! f1 ПЯир51:)КСJIJIOC7 ь Э.JLKTpи (LCKOI О ПОЛ51 иа нрямоугоlüíîì лис(с фольги .31 и рсгмлируя
65 Б !xo;f(iuc панря?кение усилителя !9, iстанав294154 ливают требуемую интенсивность потока напряженности радиального э Ici С помощью индукционного датчика и !!и!10вращатсля 16 проверяется OpBopozi!ocт!, i!сременного магнитного поля В катушке 9. После этого в вырезы, имитирующие,.lo!i!!точные профили, вводятся тороид2.1 iÄ:пяс трансформаторы 6. При помощи рсгу1!!pn»!<:;! режима экранирующих обмоток тороидальнылх трансформаторов 6 фазовращатслем 18 и уси17, 2 также измерений, произво;!!!:vlbI. < ИНДУКЦИОННЫЪ! ДЯТЧИКОМ И Ип. 1 !<И!!О!и!Ы ii датчиком кольцевого типа, устанавливается прежнее значение интенсивности переменного магнитного поля в катушке 9. Условие, аналоги шое условию -1аплыгнна,>1<,уковского, выполняется при нулевом 3п:. .— чснии напряженности суммарного элci Так подготавливается устройство для исследования суммарного потока нсвязкой исс>кимясмой жидкости ВО Вр2щя!Ощи ся х!! Овых решетках. Но предлагаемое устройстго дает также Возмо I Для исследования потока нсВЯЗКОй 1!Ccil При помощи предлагаемого устройcTB3 исследуется распределение скоростсй r.о лопаточным профилям в решетке и в мс>к Iollaточны,; каналах. Для этого замсряются напряженности электрического поля;!а модел . в намеченных точках контактным зондом с двумя иглами. Последний устанавливается при замерах так, чтобы измеряемая точка находилась между иглами. Методика замеров няпря>кспнос и элсктрических полей одинакова для суммарных и с0ставляющих электрических полей модели, для вращающихся и неподвижных решеток. Линии тока суммарного электрического lloля на модели 8 строятся следующим образом. Один конец усовершенствованного пояса Роговского ставится в произвольной толкe:на модели. Другим концом отыскиваются ro !Ки линий равного потенциала вызванного магнитного поля, которые соответствуют точкам cli.10ВьГх л!1!!ИЙ элс!<тричсскОГО поля модсли. При этом од!!Ороднос псремсннос мапштнос полс катушки 1 нс Влияет на показания пояса РОГОВСКОГО. Тстi жс мстОдом Alo>i В слу lac Вращающихся решеток для цир10 куляционного и радиального электрических полей лишш равных потснциа IQB строятся с поз!О!ц<НО Одно!!Г01ь !Ятого контактноГО датчика со щупом. Датчик устанавливается в произвольной то Il Линии paDi!!.i наведенных потенциалов строятся датч. В случае неподвижных решеток линии равных II0Tclliill;!лов строятся тем же методом, iTo и для сум!!арных и составляющих элект25 pll !сск !х I!0,1сй на модели. Для определения подьсмной c!Ilbl лопатки ! шдукцион и::й -,Ятчик кольцевого типа надсВастся на торо !Даль ый трансформатор 6. Величина э.д.с. в датчш<с пропорциональна О величине по,! Bcмной силы лопатки. Предмет изооретения Устройство для моделирования обтекания круговых рсчисток лопаточных профилей методом электрогидродинамичсской аналогии, co3cр>к3!цсс >IO ic Ib исс.1сдус1!ОГО II0 1!I, блок пигания, торопдальныс трансформаторы и из."срителы!ы!! блок. От !!и!аютцееся тем. что, с 40 целью расширения к Iacca решаемых задач, в псм генератор однородного переменного магнитного по!i! Bb!110.1íåí в впдс соленоида ко-! с шых ра:1!c;>0B, витки которого подключены к блоку емкостей, 2 тороидальные трансформаторы по числу лопаточных профилей B моделируемой решетке. содержащие обмотки, экранирующис Область. занятую мапштопроВодом, подклкгчс ы через последовательно соединсннь!с усилители мощности и фазовраща50 тели блока питания к генератору звуковой частоты, т)ри:см нуль-индикатор и усилитель измеритель:!ого блока через потенциометр связань! с фазовращатслсм блока питания, а с!!СТС1!О!! !!Ндхкцио!!н!)!х и 1<оНТр0.1bíû\ датчиков coc1!i:iciii! с исслсд>смой моделью, при этом контак Ная шайба исследуемой модели соединена с прямоугольным листом фольги, подключенным через усилитель и фазовращатель блока питания к генератору звуковой 60 !асготы. 294154 1 1 1 I ! 1 I Фиг 5 Составитель E. Тимохина Редактор Ю. Полякова Тсхред А. А. Камышникова Корректоры: О, С. Зайцева и О. И. Усова Изд. № 274 Заказ 609/4 Тирани 473 Подписное ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4i5 Типография, пр. Сапунова, 2
